455 456 Hình 2.15. Thí dụ về mật độ phổ không gian các thăng giáng nồng độ thuốc nhuộm mu theo số liệu thí nghiệm với nguồn điểm liên tục ở biển Bantich (Brozin, Kremzer, Muravieva, 1977) Chơng 3 Hiện trạng ô nhiễm nớc Đại Dơng Nhiều nghiên cứu do các đợt khảo sát của Liên Xô v nớc ngoi thực hiện trên đại dơng đến nay đã cho phép chúng ta hình thnh một loạt kết luận chung về trạng thái ô nhiễm hóa học nớc Đại dơng Thế giới (Simonov, 1983, 1985; Izrael, Shban, 1985). Trớc hết, đã xác định đợc rằng sự ô nhiễm bởi nhiều hợp phần đã mang tính ton cầu. Thực tế, tất cả các chất gây ô nhiễm với nồng độ nhỏ hay lớn, dới dạng ny hay dạng khác đã phát hiện thấy ở mọi vùng của đại duơng. Đã phát hiện vai trò của các hệ hon lu chính v các vùng tù đọng tơng đối trong sự tái phân bố v tích luỹ các chất ô nhiễm. Thật vậy, nớc Gulfstream v hải lu Bắc Đại Tây Dơng bị ô nhiễm mạnh ở vùng bờ Bắc Mỹ v châu âu, mang đến v giải tỏa ở các biển Sagaso, Na Uy v Baren, các thủy vực ny cùng với Bắc Băng Dơng đang trở thnh nơi tích tụ các chất độc hại. Các xoáy nớc đại dơng hớng thuận v nghịch, các chuyển động thẳng đứng của nớc ở những vùng phân kỳ, hội tụ v vùng nớc trồi, tạo nên những bất đồng nhất trong phân bố không gian các chất ô nhiễm. 3.1. Các hyđrô cacbua dầu Các trờng ô nhiễm hyđrô cacbua dầu đợc hình thnh ở 457 458 những vùng nớc thềm lục địa, ở những vùng vận tải dầu v hng hải nhộn nhịp, đang bao phủ những vùng nớc rất lớn của các đại dơng. Các quan trắc về ô nhiễm lớp mặt (hình 3.1) cho phép phát hiện những ổ ô nhiễm ổn định. ở Đại Tây Dơng, váng dầu thờng hay gặp nhất ở giữa 10 v 50 N. Tại một số vùng thềm lục địa tần số phát hiện váng dầu vợt 10 %, cao hơn 15 % ở ven bờ châu Phi v biển Karibê. Theo mức độ phủ bằng váng dầu (bảng 3.1) thì các khối nớc bắc nhiệt đới, cận nhiệt đới trung tâm v Canari l bị ô nhiễm nhiều nhất. ở Thái Bình Dơng, tần số phát hiện váng dầu cao nhất (40% v hơn) ghi nhận đợc trên các tuyến hng hải v vận tải dầu từ Trung Cận Đông v Inđônexia tới Nhật Bản, ở các vùng xa hơn, tần số giảm xuống 20% v ít hơn. Mức phủ trung bình bởi váng dầu đối với vùng Kurosyo bằng 13 %, đối với biển Nhật Bản 6 %, đối với biển Đông * 21%. ở ấn Độ Dơng, váng dầu thờng xuyên phủ các vùng nớc rộng lớn của Hồng Hải, các vịnh Ađen v Pecxich. Những kết tập dầu đợc phát hiện ở tất cả các vùng ô nhiễm trực tiếp v vùng khơi đại dơng (hình 3.2). Sự tái sắp xếp không gian các kết tập dầu đợc thực hiện bởi các dòng hải lu mặt trong hệ thống hon lu nớc. Tại những vùng nớc của hải lu Canari, nồng độ kết tập dầu đạt tới 2,560,7 mg/m 2 , giá trị trung bình năm l 0,74 mg/m 2 . Từ đây, cùng với hải lu Tín phong Bắc chúng đợc mang về phía tây v tích tụ trong biển Xagaso (tới 96 mg/m 2 ). Sau đó, với hải lu Bắc Đại Tây Dơng, chúng đợc chuyển tới biển Na Uy v biển Baren, cũng * Tên biển ny trong nguyên bản v sách báo thế giới nói chung l biển Nam Trung Hoa. ở đây v sau ny chúng tôi dùng tên quen gọi của Việt Nam (ND). tích tụ tại đây (tới 6,8 mg/m 2 ). Front cận cực l một ro chắn vững chắc không cho kết tập dầu xâm nhập vo biển Grinlan v phần phía tây biển Na Uy. ở đây, cũng nh ở vùng xích đạo Đại Tây Dơng v Nam Đại Tây Dơng, hm lợng chúng giảm xuống 0,01 mg/m 2 . Những nồng độ kết tập dầu cao (tới 100 mg/m 2 ) không phải l hiếm gặp ở vùng biển phía nam Nhật Bản, giữa quần quần đảo Ha Oai v vùng San Fransisco. Hình 3.1. Phân bố váng dầu trên mặt Đại dơng Thế giới (theo ti liệu của Liên hợp Ton cầu các trạm đại dơng, 1980) Các tính toán theo số liệu quan trắc đã cho phép xác định đợc tổng khối lợng kết tập dầu ở Bắc Đại Tây Dơng: năm 1977: 13 860 tấn, năm 1978: 16 240 tấn, năm 1979: 17530 tấn. Phân tích biến động thời gian hm lợng kết tập dầu ở các vùng khác nhau của Bắc Đại Tây Dơng dẫn đến kết luận rằng ô nhiễm lớn nhất với các chất ny xảy ra năm 1980. Thời gian sau đó thấy chiều hớng giảm. Chu kỳ tồn tại kết tập dầu trên mặt đại dơng đợc ớc lợng bằng một năm (Mikhailov, 1986). 459 460 Bảng 3.1. Mức phủ ( 0 S ) bởi váng dầu ở một số vùng của Bắc Đại Tây Dơng trong các năm 1982-1984 (Simonov, 1984) Vùng % 100/( ) 210 = SSS Số quan trắc Gulfstream 0,02 132 Đông bắc 0,22 1900 Canari 2,21 2001 Cận nhiệt đới trung tâm 2,65 1828 Nhiệt đới 5,85 178 Xích đạo 0,01 209 Trung bình Bắc Đại Tây Dơng 1,82 6249 Ghi chú: 1 S diện tích vết dầu, km 2 , 2 S diện tích vùng nớc khảo sát, km 2 . Hình 3.2. Nồng độ kết tập dầu trên mặt Đại dơng Thế giới (theo ti liệu của Liên hợp Ton cầu các trạm đại dơng,1980) 1) nhỏ hơn 1 mg/m 2 , 2) 1 - 10 mg/m 2 , 3) 10 - 100 mg/m 2 Phân bố nồng độ các hyđrô cacbua dầu ở thể ho tan v vón cục trên đại dơng mang đặc tính tạo ổ không ổn định, biểu hiện sự liên hệ trực tiếp với các nguồn ô nhiễm v các quá trình hon lu nớc. Tại các biển Bắc Hải, Địa Trung Hải, Hồng Hải, các vịnh Pecxich, Oman, Ađen, nồng độ lớn nhất bng 0,05 mg/l, một số trờng hợp tới 0,30 mg/l, đôi khi tới 1,00 mg/l. Trong nớc mặt Bắc Đại Tây Dơng, hm lợng hyđrô cacbua dầu biến đổi từ 0 đến 0,6 mg/l (bảng 3.2). Ô nhiễm nớc Bắc Đại Tây Dơng chủ yếu giới hạn ở vùng xoáy nghịch, giữa 20 v 40 o N. Bên ngoi vùng ny, nồng độ hyđrô cacbua dầu trong nớc thờng cực tiểu. Trong nhiều trờng hợp, quá trình tích tụ xảy ra ở vùng ngoại vi các dòng hải lu v ở các dải front. Thí dụ, tại trục Gulfstream, nồng độ l 0,01 mg/l, trong khi ở các vùng ngoại vi của dòng hải lu ny, nồng độ tăng lên 23 lần. Về ảnh hởng của các nhân tố động lực tới sự phân bố các chất ô nhiễm có thể theo dõi qua ví dụ đới tích cực năng lợng Newfoundland (43 504650 N, 38205020 W). Trong các năm 19841985 ở đây ngời ta đã đợc nghiên cứu về chế độ hyđrô cacbua thơm dầu một hợp phần dễ ho tan v ổn định nhất của ô nhiễm dầu (Orlov, Okhotnhichenco, 1988). Nồng độ trong nớc mặt vùng ny bằng 0,060,37 g/l. Trong vùng ny, ngời ta phân biệt: phần ranh giới phía nam của hải lu Labrađo, hải lu sờn lục địa, hải lu Bắc Đại Tây Dơng, các nhánh phía nam của Gulfstream v xoáy nghịch tựa dừng trên phần trung tâm lòng chảo Newfoundland. Vo mùa đông, trong các giai đoạn phát triển xoáy thì mức ô nhiễm hyđrô cacbua thơm cao, hm lợng cực đại gặp thấy ở đới front cận cực, trong vùng xoáy nghịch tựa dừng v một số dòng nơi thuộc hải lu Bắc Đại Tây Dơng. Mùa hè, tình hình tơng tự đợc duy trì. Giai đoạn xoáy phát triển yếu trong mùa xuân đặc trng bởi nồng độ hyđrô cacbua thơm thấp v phân bố tơng đối đều theo không gian. Nh vậy, theo mức độ phát triển xoáy có thể dự báo đợc mức ô nhiễm nớc mặt. 461 462 Nồng độ trung bình hyđrô cacbua ở lớp trên của phần tây bắc Thái Bình Dơng (bảng 3.3) nói chung gần với mức nền ô nhiễm dầu của Đại dơng Thế giới v bằng 030 g/l. Riêng các đờng hng hải chính (hải lu Kurosyo v Oyasyo, biển Đông) mức ô nhiễm cao hơn một chút v có thể vợt nồng độ tới hạn cho phép (50 g/l). Bảng 3.2. Hm lợng hyđrô cacbua dầu hòa tan v dạng nhũ trong nớc mặt ở Bắc Đại Tây Dơng các năm 1976-1979 (Kirillov, 1985) Vùng Nồng độ, mg/l Năm Cận Địa Trung Hải 0 0,40 0 0,60 1978 1976 Đông Bắc 0 0,16 0 0,40 1976 1979 Cận cực bắc 0 0,06 0 0,04 1977 1979 Cận nhiệt đới 0 0,19 1977 Bảng 3.3. Nồng độ trung bình hyđrô cacbua dầu trong nớc mặt phần tây bắc Thái Bình Dơng (Tkalin, 1986) Vùng Số quan trắc Nồng độ trung bình, g/l Độ lệch bình phơng trung bình, g/l Biển Đông 89 25 34 Biển Philippin 143 17 18 Đông Trung Hoa 18 20 12 Vùng Kurosyo 431 34 44 Biển Nhật Bản 268 28 33 Vùng Oyasyo 72 29 31 Phân bố thẳng đứng của hyđrô cacbua dầu trong đại dơng đặc trng bằng một cực đại nồng độ ở lớp tựa đồng nhất trên v giảm nhanh theo độ sâu (xem bảng 3.7). Phía dới 500 m các hyđrô cacbua dầu ho tan v dạng nhũ tơng thờng không phát hiện thấy nữa. 3.2. Các thuốc bảo vệ thực vật hữu cơ chứa clo (COP) Trong nớc đại dơng đã phát hiện có DDT, các dạng trao đổi của nó DDE v DDD, HCCH v PCB. Phân bố COP trong đại dơng không đồng đều. Các vùng nồng độ cao, thấp v không có xen kẽ nhau. Các khu vực cục bộ chứa COP gặp thấy không chỉ tại những nơi trực tiếp bị ô nhiễm, m còn ở cả ngoi khơi đại dơng, đó l do vận chuyển khí quyển v phát tán động lực. Vì vậy, nồng độ COP trong lớp mặt đại dơng thay đổi khá mạnh trong không gian v thời gian (bảng 3.4, 3.5). Bảng 3.4. Nồng độ trung bình COP v giới hạn biến thiên (trong ngoặc đơn) (ng/l) trong lớp nớc mặt Bắc Đại Tây Dơng (Orlova, 1985) Năm DDT DDE+DDD HCCH 1977 1,2 (019,2) 0,6 (03,8) 0,5 (02,8) 1978 0,8 (042,4) 0,2 (03,6) 0,3 (05,2) 1979 0,9 (024,0) 0,6 (06,1) 0,2 (04,2) 1980 0,8 (017,6) 0,3 (11,8) 0,1 (04,9) Giống nh trờng hợp các sản phẩm dầu, quá trình tích tụ COP gặp thấy ở ngoại vi các dòng nớc v các dải front. Thật vậy, năm 1977 tại vùng ngoại vi nhánh phía bắc của hải lu Bắc Đại Tây Dơng hm lợng DDT 3 lần lớn hơn so với ở trong trục của nó. Tỷ số giữa lợng DDT v các dạng trao đổi của nó (đại lợng ny có thể dùng lm chỉ tiêu cho các quá trình tích tụ 463 464 v phân hủy COP), đạt cực đại ở các vùng Địa Trung Hải v cận nhiệt đới (2,3 v 5,0), điều ny có thể giải thích l do quá trình tích tụ áp đảo so với quá trình phân rã DDT. Các giá trị cực tiểu của tỷ số ny (0,81,3) ở vùng nhiệt đới Đại Tây Dơng gây nên bởi cờng độ phân rã DDT mạnh tại nơi xa nguồn ô nhiễm. Bảng 3.5. Nồng độ COP v hyđrô cacbua dầu thơm (NAHC) tại một số vùng Bắc Đại Tây Dơng (lớp mặt, năm 1983-1984) (Orlova, 1986) Vùng quan trắc DDT+DDE+DDD ng/l PCB ng/l NAHC g/l Canari 0,80 0,19 5,08 1,20 0,44 0,09 Gulfstream 0,48 0,19 5,04 1,15 0,35 0,05 Tích cực năng lợng Na Uy 0,48 0,12 1,66 0,42 0,30 0,05 Trạm C 0,35 0,06 1,42 0,37 0,26 0,04 Trên vùng nớc thuộc đới tích cực năng lợng biển Na Uy mùa hè năm 1982 (Mikhailov, Orlova, Simonov, 1987) hm lợng cực tiểu của tổng DDT v các sản phẩm trao đổi (gần 0,2 ng/l) gặp thấy tại dải phân kỳ, nằm giữa 43 v 45 N. Giá trị cao (tới 1,01,5 ng/l) ghi nhận tại các dải front, phía bắc front cận cực v trung tâm xoáy nớc nghịch. ở đây DDT cao hơn so với các sản phẩm trao đổi. Hơn 50% trờng hợp tỷ số DDT trên (DDD+DDE) lớn hơn đơn vị. Mặc dù tập trung chủ yếu trong các váng hữu cơ trên mặt, trong lớp vi mỏng gần mặt v trong sinh vật, COP cũng còn thâm nhập xuống cả những độ sâu đại dơng. Thông thờng, hm lợng trong lớp 0100 m khá đồng nhất, còn ở 500 m giảm đi hai lần (xem bảng 3.7). Trong nớc tầng sâu phổ biến nhất l DDE một sản phẩm trao đổi chính của DDT. 3.3. Các chất tẩy Nồng độ các chất tẩy tổng hợp trung bình ton đại dơng bằng 2730 g/l ở lớp mặt v 89 g/l ở độ sâu 500 m. Trong lớp một mét gần mặt của Bắc Đại Tây Dơng, nồng độ bằng 3040 g/l đợc quan trắc thấy với tần suất gần 70%. Phân bố không gian của các chất tẩy mang tính địa phơng hóa. Các trờng ô nhiễm (hơn 100 g/l) tập trung ở đới thềm lục địa Bắc Mỹ, Tây Âu v châu Phi. Ngoi khơi đại dơng, hm lợng giảm xuống còn 2030 g/l v phân bố không đều theo mặt rộng vùng nớc. Bảng 3.6. Nồng độ trung bình các chất tẩy (g/l) ở Bắc Đại Tây Dơng (trong ngoặc l giới hạn biến thiên) (Mikhailov, 1985) Tầng (m) Năm 1976 1977 Năm 1978 Năm 1979 0 28 (0 190) 30 (0 100) 27 (0 125) 10 22 (0 128) 27 (0 70) 22 (0 72) 50 16 (0 107) 19 (0 76) 23 (0 78) 100 11 (0 142) 16 (0 85) 16 (0 67) 500 8 (0 58) 6 (0 54) 9 (0 67) Những tính chất lý hóa của các chất tẩy lm cho chúng có xu hớng bị thu hút vo lớp vi mỏng gần mặt, song độ ho tan cao v chuyển động thẳng đứng của nớc cũng giúp chúng thâm nhập xuống các lớp sâu. Nhờ các quá trình phân hủy sinh học, trong phân bố thẳng đứng các chất tẩy nổi rõ xu hớng giảm nồng độ theo độ sâu (bảng 3.6 v 3.7). Trong thời kỳ 19761982, giới hạn trên của biến động nồng độ theo các tầng ở Đại Tây Dơng có xu hớng giảm, tình hình cũng nh vậy đối với nồng độ trung bình tại các độ sâu sau năm 1979. 465 466 Bảng 3.7. Phân bố thẳng đứng nồng độ trung bình hyđrô cacbua dầu (năm 1979), COP (năm 1982) v chất tẩy (năm 1982) ở Bắc Đại Tây Dơng (trong ngoặc l giới hạn biến thiên) (Simonov, 1984, 1985) Tầng m Hyđrô cacbua dầu, g/l DDT, DDD, DDE ng/l Chất tẩy g/l 0 0,02 (00,11) 0,49 (02,45) 32 (0112) 10 0,02 (00,12) 0,48 (01,76) 27 (077) 50 0,02 (00,10) 0,31 (00,81) 17 (068) 100 0,01 (00,09) 0,38 (01,11) 10 (041) 500 0,01 (00,05) 0,24 (00,66) 7 (028) Bảng 3.8. Nồng độ trung bình các chất tẩy ở phần tây bắc Thái Bình Dơng (Tkalin, 1986) Vùng nớc Tầng Số quan trắc Nồng độ trung bình g/l Kurosio v Lớp mặt vi mỏng 14 94 Oyasyo 1 m 13 30 10 m 25 16 Biển Philippin Lớp mặt vi mỏng 5 66 1 m 11 18 10 m 5 6 ở thủy vực Thái Bình Dơng, mức ô nhiễm các chất tẩy lớn nhất quan trắc thấy trong biển Đông v biển Đông Trung Hoa, ở đây nồng độ trung bình các chất tẩy trong một số năm vợt trên 3040 g/l. Tại biển Nhật Bản tới 2535 g/l. Tại các vùng Kurosyo v Oyasyo, phân bố không gian các chất tẩy khá đồng nhất, nồng độ trung bình bằng khoảng 30 g/l (bảng 3.8). Thờng xuyên quan trắc thấy giảm hm lợng các chất tẩy theo độ sâu v tích tụ ổn định tại lớp mặt vi mỏng. 3.4. Nồng độ nền của những chất ô nhiễm hữu cơ trong nớc Bắc Đại Tây Dơng Nồng độ nền của các chất ô nhiễm đã đợc nghiên cứu tại điểm C ( 52 N, 35 W) điểm ở xa nhất đối với các nguồn ô nhiễm chủ yếu v các hệ thống hon lu chính. Phân bố nồng độ trung bình năm của các chất ô nhiễm theo độ sâu trong thời kỳ quan trắc 19761980 thể hiện trong các bảng 3.93.12. Bảng 3.9. Phân bố nồng độ trung bình năm hyđrô cacbua dầu (g/l) theo độ sâu tại vùng điểm C (Kirillova, 1985) Năm Độ sâu, m 1977 1978 1979 1980 Giới hạn biến thiên 0 24 26 25 19 0 70 10 30 30 21 33 0 50 50 31 24 30 22 0 30 100 22 20 20 23 0 28 500 10 17 17 9 0 20 Bảng 3.10. Phân bố nồng độ trung bình năm COP (ng/l) theo độ sâu tại vùng điểm C (Orlova, 1985) Độ sâu, m DDT DDD DDE HCCH 0 0,35 0,16 0,08 0,01 50 0,50 0,05 0,02 0,01 100 0,24 0,02 0,06 0,00 500 0,48 0,11 0,08 0,00 467 468 Bảng 3.11. Nồng độ trung bình năm COP (ng/l) (trong ngoặc ghi khoảng tin cậy) trong lớp mặt ở vùng điểm C (Orlova, 1985) COP Năm 1979 Năm 1980 DDT 0,27 (0,26 0,014) 0,15 (0,15 0,035) DDE 0,19 (0,19 0,045) 0,16 (0,16 0,045) DDD 0,09 (0,09 0,032) 0,06 (0,06 0,017) - HCCH 0,08 (0,08 0,041) 0,03 (0,03 0,019) Bảng 3.12. Phân bố nồng độ trung bình năm các chất tẩy (g/l) theo độ sâu tại vùng điểm C (Orlova, 1985) Năm Độ sâu, m 19761977 1978 1979 1980 Giới hạn biến thiên 0 30 22 22 35 0 87 10 24 26 25 27 0 72 50 20 15 19 20 0 87 100 15 15 11 11 0 49 500 8 11 7 8 0 61 Nh đã thấy, từ mặt đến độ sâu 500 m, nồng độ hyđrô cacbua dầu v các chất tẩy giảm, còn thuốc bảo vệ thực vật chứa clo hữu cơ (COP), ngoại trừ HCCH, hầu nh không đổi. Trị số trung bình năm nồng độ nền các chất ô nhiễm thực tế không biến đổi từ năm ny tới năm khác, chứng tỏ mức ô nhiễm ổn định trong đại dơng. Trong khi đó, các nồng độ quan trắc đợc v các giới hạn biến thiên của chúng không vợt quá trị số cho phép tới hạn. Tại điểm C, ngời ta ghi nhận đợc COP trong lớp không khí sát mặt nớc. Điều nay chứng minh COP đi tới các vùng xa xôi của đại dơng bằng đờng gió. Tuy nhiên, trong không khí chỉ tìm thấy DDT, trong khi nớc biển chứa cả các dẫn xuất trao đổi của nó. Tỷ lệ DDT/các dẫn xuất bằng 0,92 vo năm 1979 v 0,54 năm 1980. 3.5. Kim loại độc Giới hạn biến thiên nồng độ của một số loại kim loại độc quan trắc đợc ở các vùng đại dơng (bảng 3.13) cho thấy hm lợng của chúng tăng dần từ vùng khơi đại dơng vo phía thềm lục địa v các biển nội địa. Ô nhiễm nớc biển bởi thủy ngân chủ yếu giới hạn ở những dải ven bờ v thềm lục địa, gần các vùng công nghiệp. Nồng độ thấp của thủy ngân ho tan gây khó khăn cho việc xác định bằng phơng pháp hóa phân tích. Vì vậy, chúng ta cha xác lập đợc những quy luật phân bố không gian v biến thiên thời gian của nồng độ thủy ngân trong bồn nớc đại dơng. Chì cùng với sôn khí đi vo nớc mặt Đại Tây Dơng v Thái Bình Dơng đã lm tăng mạnh nồng độ của nó trong lớp 0500 m. Trong các vùng nớc ven bờ thuộc Bắc bán cầu, nồng độ chì trung bình l 0,07 g/l. Trớc khi chì đợc sử dụng lm chất chống nổ trong nhiên liệu động cơ, nồng độ đó không vợt quá 0,010,02 g/l. Nồng độ cađimi trong nớc đại dơng dao động từ 0,03 đến 0,3 g/l, giá trị trung bình 0,15 g/l v biểu lộ mối liên hệ tơng quan khá mật thiết với nồng độ phôtphat v nitrat (hình 3.3). Nếu nhớ rằng, hm lợng cađimi trong lớp tựa đồng nhất của đại dơng vi lần lớn hơn sản lợng cađimi ton cầu, thì thấy rằng chúng ta không thể nhận biết một cách tin cậy về xu thế 469 470 nhân tạo biến đổi nồng độ cađimi trong nền chung. Dữ liệu phân tích sự tích tụ kim loại trong sinh vật hoặc trong chất lơ lửng tỏ ra l chỉ thị tin cậy hơn cả về mức ô nhiễm môi trờng biển bởi các kim loại. Bảng 3.13. Nồng độ một số kim loại trong nớc biển (Izrael, Shban, 1981: Gerlach, 1985) Yếu tố Vùng Nồng độ, g/l Thủy ngân Đại Tây Dơng Đông Bắc Đại Tây Dơng Tây Bắc Đại Tây Dơng Bắc Hải Biển Bantich 0,01 0,15 0,01 0,02 0,01 0,11 0,01 0,07 0,01 0,04 Chì Đại Tây Dơng Bắc Hải Biển Bantich 0,002 0.11 0,02 0,8 0,5 2,0 Cađimi Bắc Đại Tây Dơng Nam Đại Tây Dơng Bắc Hải Biển Bantich 0,04 0,30 0,03 0,17 0,01 0,28 0,005 0,30 Đồng Nam Đại Tây Dơng Bắc Hải Biển Bantich 0,4 3,8 0,3 4,4 0,5 4,5 Kẽm Nam Đại Tây Dơng Phần tây bắc Thái Bình Dơng 0,9 5,2 2 18 3.6. Sự ô nhiễm lớp mặt vi mỏng của đại dơng Sự tập trung cục bộ các chất ô nhiễm trong lớp mặt vi mỏng (độ dy dới 300 m) gây nên bởi những đặc điểm lý hóa v sinh thái học của mng mỏng trên mặt tại ranh giới đại dơng khí quyển, nơi tập trung nhiều hợp chất hữu cơ tự nhiên v nhân tạo với các tính chất kị nớc v hoạt tính bề mặt. Các tính chất tập trung của lớp mặt vi mỏng đợc minh họa bằng số liệu quan trắc trực tiếp ở vịnh Biskay mùa hè năm 1973 (bảng 3.14). Hình 3.3. Phân bố thẳng đứng cađimi, phôtphat v nitrat ở vùng bờ Caliphocnia trong tháng 4 năm 1977 (Bruland v nnk, 1979) Các quan trắc do Viện hải dơng học Nh nớc thực hiện tại Đại Tây Dơng trong những năm 70 thời kỳ ô nhiễm mạnh nhất cho chúng ta một quan niệm niệm chi tiết về đặc điểm phân bố v biến thiên các chất ô nhiễm trong lớp mặt vi mỏng. Từ bảng 3.15 thấy rằng dải biến đổi nồng độ hyđrô cacbua dầu ở lớp mặt vi mỏng khá rộng: từ vi phần mời đến 15 mg/l (nồng độ tới hạn cho phép của nghề cá = 0,05 mg/l), hệ số tích tụ bằng 4795. Các quan trắc tiếp theo dẫn tới kết luận quan trọng về 471 472 những hình thức lu chứa các hyđrô cacbua dầu trong lớp mặt vi mỏng: cng xa dần khỏi bờ, thềm lục địa v các kênh xâm nhập ô nhiễm khác, thì tổng nồng độ các hyđrô cacbua dầu ở lớp mặt vi mỏng cng giảm (trung bình từ 3,1 mg/l ở thềm lục địa đến 1,7 mg/l ở xa bờ), nhng đồng thời tỷ phần chất lơ lửng lại tăng tơng đối: từ 17% ở thềm lục địa đến 75% ở vùng khơi đại dơng (Simonov, 1979). Bảng 3.14. Phân bố một số chất độc ở lớp mặt vi mỏng (60100 m) v trongnớc biển (Patin, 1979) Nồng độ trung bình, g/l Chất độc Lớp mặt vi mỏng Tại độ sâu 50 cm Hệ số tích tụ ở lớp mặt vi mỏng Chất tẩy anion 850 75 10 1 85 DDT+DDD 95 10 0,10 0,02 950 DDE 86 9 0,10 0,02 860 Linđan 44 8 0,07 0,02 630 PCB 105 15 0,10 0,02 1 050 Thủy ngân 2 750 110 0,5 0,1 550 Chì 2 920 180 13,5 3,5 2 200 Cađimi 120 35 0,4 0,1 300 Đồng 235 15 0,3 0,1 800 Kẽm 1 020 45 22 4 470 Phân bố nồng độ của các hyđrô cacbua dầu trên mặt vùng đông bắc Đại Tây Dơng (hình 3.4) minh họa trực quan sự tích tụ chúng tại lớp mặt vi mỏng. ở Thái Bình Dơng, nơi mức ô nhiễm dầu chung thấp hơn so với ở Đại Tây Dơng, hệ số tích tụ hyđrô cacbua dầu trong lớp mặt vi mỏng cũng đạt giá trị đáng kể (bảng 3.16). Bảng 3.15. Các đặc trng của hyđrô cacbua dầu trong lớp mặt vi mỏng v tại tầng sâu 1 m ở một số vùng Bắc Đại Tây Dơng (Simonov, Mikhailov, 1979) Tầng Số quan trắc Dải nồng độ, mg/l Nồng độ trung bình, mg/l Độ lệch bình phơng trung bình, mg/l Vùng hải lu Canari, tháng 8 năm 1976 Lớp mặt 1 m 38 38 1,2 15,0 0,0 0,20 5,49 0,06 0,04 0,001 Vùng hải lu Tín phong Bắc, mùa đông năm 1975 Lớp mặt 1 m 121 121 0,2 2,60 0,0 0,15 1,40 0,03 0,08 0,001 Vùng đông bắc Bắc Đại Tây Dơng, mùa đông năm 1977 Lớp mặt 1 m 99 99 0,20 2,87 0,00 0,05 0,95 0,001 0,06 0,0001 Theo dữ liệu của Simonov A. I. (1983), nếu biết khối lợng hyđrô cacbua dầu trong lớp mặt vi mỏng v chấp nhận tốc độ nhập lợng dầu vo đại dơng bằng 5,5 triệu tấn/năm, có thể tính gần đúng thời gian lu lại của hyđrô cacbua dầu trong lớp đó. Đại thể, thời gian đó bằng từ 1 đến 5 tháng, gần bằng chu kỳ bán phân của dầu ho tan v dầu phân tán tại nhiệt độ nớc mặt biển 1020 C. Do đó, khi nhiệt độ thấp, chỉ có khoảng một nửa hyđrô cacbua dầu nằm trong lớp mặt vi mỏng, đi khỏi lớp vo trong nớc dới dạng lơ lửng v ho tan, các hợp phần dễ bay hơi thì vo khí quyển, nửa còn lại phân hủy ở trong lớp ny. Khi nhiệt độ nớc cao, thì phần hyđrô cacbua dầu nhiều hơn, ngoại trừ các hợp phần bay hơi, có thể phân hủy trực tiếp trong lớp mặt vi mỏng. Điều ny hon ton giải thích sự giảm 473 474 nồng độ hyđrô cacbua dầu trong lớp mặt vi mỏng khi xa dần khỏi các vùng thềm. Hnh vi nh trên của dầu trong lớp mặt vi mỏng cho phép quan niệm lớp ny không chỉ l nơi tụ tập, m còn l một bộ lọc mạnh, giữ cho nớc đại dơng khỏi bị ô nhiễm tn bạo. Hình 3.4. Phân bố hyđrô cacbua dầu (g/l) trong lớp mặt vi mỏng (a) v lớp 0-1 m (b) ở đông bắc Đại Tây Dơng (Nhesterova, Simonov, 1979) Bảng 3.16. Nồng độ hyđrô cacbua dầu trong lớp mặt vi mỏng ở đông bắc Thái Bình Dơng (Tkalin, 1986) Vùng nớc Số quan trắc Nồng độ, g/l Hệ số tích tụ trung bình Biển Đông 14 94 80 2,6 Biển Philippin 17 78 64 2,8 Biển Nhật Bản 18 121 116 4,6 Vùng Kurosyo 42 253 163 6,3 Sự tăng nồng độ thuốc bảo vệ thực vật chứa clo hữu cơ lên 12 bậc trong lớp mặt vi mỏng so với trong lớp nớc phía dới (bảng 3.14) l do chúng gia nhập vo biển từ khí quyển v do các lớp váng dầu v mng mặt tự nhiên có tính hấp phụ. Tơng tự nh hyđrô cacbua dầu, phân bố COP trong không gian cũng không đồng nhất v có xu thế có những thay đổi về chất. Thí dụ, nồng độ DDT giảm khi xa dần khỏi bờ, nhng các dẫn xuất trao đổi của nó (DDD, DDE ) lại tăng. Tỷ số giữa hm lợng DDT v hm lợng các biến thể của nó có thể đợc sử dụng để tìm hiểu thời gian tồn tại của COP trong đại dơng. Giá trị của tỷ số ny cng lớn thì cng chứng tỏ sự ô nhiễm nớc bởi COP mới xảy ra (bảng 3.17). Bảng 3.17. Tỷ lệ DDT/các biến thể trong lớp mặt vi mỏng ở một số vùng của Bắc Đại Tây Dơng (Mikhailov, 1985) Vùng Năm DDT / DDE DDT / DDD Giữa các quần đảo Canari v Mũi Xanh 1977 30,7 19,4 Phần phía đông bắc 1977 4,3 4,4 Mặt cắt dọc kinh tuyến 30 W 1978 1979 1980 1981 3,1 3,0 2,0 1,5 3,2 3,3 2,5 1,7 Các nồng độ trung bình năm cực đại của COP trong lớp mặt vi mỏng chuyển dịch về phía các dải thềm lục địa v bằng, thí dụ giữa quần đảo Canari v quần đảo Mũi Xanh, khoảng 220 ng/l đối với DDT v 13,7 ng/l đối với HCCH, còn trên vĩ tuyến 36 N thì thấp hơn: DDT 39,8 ng/l, DDE 22,1 ng/l, DDD 12,8 ng/l, HCCH 6,2 ng/l. Trong lớp mặt vi mỏng phát hiện đợc mối liên hệ trực tiếp chặt chẽ giữa nồng độ COP v nồng độ hyđrô cacbua dầu với hệ số tơng quan 0,78 0,06. [...]... phóng xạ, mBk/l 5.1 0-1 5 1.1 0-1 0 3. 1 0-1 1 4,6.1 0-2 5,6.1 0-2 2.1 0-5 5,4.1 0-1 1 8.1 0-7 1.1 0-1 0 1,8 0,05 5,2 11800 137 3, 3.1 0 -3 7,4.1 0-4 7,4 3, 7 Đồng vị phóng xạ 227 Th Ac 228 Ra 228 Th 230 Ir 231 Pa 232 Th 235 U 238 U 227 Nồng độ trung bình, mg/l Độ phóng xạ, mBk/l 7.1 0-1 7 2.1 0-1 6 1.1 0-1 4 7.1 0-1 5 5.1 0-1 0 5.1 0-1 1 1.1 0-5 2,2.1 0-5 3. 1 0 -3 0,81 5,5.1 0-4 0,96 0,22 0 ,35 0,085 0,04 1,74 37 Đại dơng l bồn tích tụ... phóng xạ tự nhiên trong Đại dơng Thế giới (bảng 3. 23) Bảng 3. 22 Nồng độ 90Sr trong nớc mặt Đại Tây Dơng (Gromov v nnk, 1985) Vùng Đới ven bờ Bắc Mỹ Trung phần Bắc Đại Tây Dơng Bắc v Nam Đại Tây Dơng Đông Bắc Đại Tây Dơng Năm Nồng độ, mBk/l 1954 3, 018,5 19591960 1975 19601961 2, 63, 7 2,65,9 1, 53, 0 1969 19 73 1975 2, 63, 7 2,25,5 3, 733 ,3 Mức đóng góp đáng kể vo độ phóng xạ nớc ở Đông Bắc Đại Tây Dơng l từ phế... (90Sr tới 33 ,0 mBk/l v 137 Cs tới 280 mBk/l) Nớc với hm lợng 90Sr v 137 Cs cao tơng đối từ Bắc Hải đi tới biển Bantich Năm 1979, nồng độ các đồng vị ny ở phần phía nam biển Bantich tuần tự bằng 18,528,0 v 16,520,0 mBk/l Bảng 3. 23 Nồng độ trung bình v độ phóng xạ của các đồng vị tự nhiên trong nớc Đại dơng Thế giới (Persov, 1978; Woodhead, 19 73) Đồng vị phóng xạ 3 H Be 14 C 40 K 87 Rb 115 In 138 La 210... 10150 ng/l (Izrael, Shban, 1981) Bảng 3. 21 Phân bố BP trong lớp mặt ở một số vùng Đại dơng Thế giới trong năm 19 83 (Anhikiev, 1987) Vùng quan trắc Tầng, cm Nồng độ trung bình, ng/l Đại Tây Dơng 0, 03 15 0 ,35 0,28 Địa Trung Hải Biển ả Rập 0, 03 15 0, 03 15 0,41 0,07 0,51 2,05 ấn Độ Dơng (vùng xích đạo) 0, 03 15 0 ,38 0,2 Thềm lục địa biển Đông 15 0,62 Hồng Hải Hình 3. 5 Phân bố thẳng đứng BP trong nớc biển... với các kim loại tăng lên đáng kể Sn4+ > Bi3+ > Fe3+ > Ti3+ > Sb2+ > Pb2+ >Ga3+ > Cr3+ > In3+ > Cu2+ > Al3+ > Y3+ > Ce3+ > Ag+ > Cd3+ > Zn2+ > Ca2+ > Ba2+ > Ni2+ > Cs+ > Rb+ > K+ > Co2+ > Mn2+ > Na+ Những kết luận về sự tích tụ các chất ô nhiễm trong lớp mặt vi mỏng dẫn đến một nhận xét quan trọng về ảnh hởng của quá trình ny tới các đặc trng vật lý của bề mặt đại dơng (Simonov, Mikhailov, Katkhin, 1982):... ng/m3, khi tiến dần đến các cảng nó tăng lên đến vi ng/m3 ở vùng bờ châu 478 Nam Cực, nồng độ BP vo khoảng 2 10 4 ng/m3, ở vùng xích đạo Đại Tây Dơng tăng lên đến 0,10,2 ng/m3 Theo số liệu quan trắc các năm 19781979, ở Bắc Đại Tây Dơng (Shban, Volođovich, Panov, 1985), nồng độ BP bé nhất ( 23 ng/l) tìm đợc ở lân cận trạm C v phần phía đông hải lu Gulfstream Trên phần nớc còn lại ở phía bắc vĩ tuyến 30 ... 19751976 ở Đại Tây Dơng đã cho 482 thấy nồng độ thiên cao của 90Sr v 137 Cs trên vĩ tuyến 20N (tuần tự 2,07,0 v 3, 012,0 mBk/l) so với ở trên xích đạo v ở các vĩ độ nam (dới 3, 0 mBk/l) Khi so sánh với những số liệu đã xác định đợc trớc đây, suy ra rằng phần phía bắc Đại Tây Dơng vẫn bị ô nhiễm nặng hơn so với phần phía nam, nhng nồng độ các đồng vị phóng xạ trong lớp mặt vùng khơi đại dơng đã giảm 23 lần... các năm 19761985 theo chơng trình theo dõi nền PAH (Ph Ia Rovinski v nnk, 1988) trong các môi trờng ở những vùng nằm cách xa các nguồn ô nhiễm địa phơng Nồng độ BP trong nớc mặt các vùng nền phần châu Âu của Liên Xô l: 0 ,31 5 ,3 ng/l, trong đất mu: 0,17,2 ng/l, trong không khí: 0,0 43, 14 ng/m3 v trong giáng thủy: 0,4 28 ng/l Để so sánh, trong lớp không khí sát mặt nớc bên trên đại dơng nồng độ BP trung... 19601961, nồng độ 3H trong nớc mặt ở bắc phần Thái Bình Dơng trung bình bằng 9 TE (đơn vị Triti: 1 nguyên tử 3H trên 108 nguyên tử 1H) Lớp nớc mặt Thái Bình Dơng v 4 83 Đại Tây Dơng có đặc trng l hiện diện một cực đại 3H tại các vĩ độ trung bình bắc bán cầu với các gradient kinh hớng khá lớn v gần giống mức tự nhiên tại xích đạo Phân bố nh vậy l do những đặc điểm giáng thủy khí quyển Hm lợng 3H trung bình... Bắc Đại Tây Dơng giảm từ 8 ,3 vo năm 1969 còn 4,5 TE vo năm 1975 Nồng độ pluton trong nớc mặt các biển v đại dơng, ngoại trừ những vùng ô nhiễm cục bộ, thờng nhỏ hơn 37 Bk/l Nồng độ Pu điển hình trong nớc biển l 26 Bk/l, tức 30 lần thấp hơn nồng độ 210Po v thấp hơn nồng độ các đồng vị của uran hơn 3 bậc Gần những nơi thải phế thải phóng xạ, thí dụ vùng đông bắc biển Ailen (các năm 19 731 974), nồng độ 239 Pu . 87 Rb 5,6.10 -2 137 230 Ir 5.10 -1 0 0 ,35 115 In 2.10 -5 3, 3.10 -3 231 Pa 5.10 -1 1 0,085 138 La 5,4.10 -1 1 7,4.10 -4 232 Th 1.10 -5 0,04 210 Po 8.10 -7 7,4 235 U 2,2.10 -5 1,74 226 Ra. xạ, mBk/l 3 H 5.10 -1 5 1,8 227 Th 7.10 -1 7 0,81 10 Be 1.10 -1 0 0,05 227 Ac 2.10 -1 6 5,5.10 -4 14 C 3. 10 -1 1 5,2 228 Ra 1.10 -1 4 0,96 40 K 4,6.10 -2 11800 228 Th 7.10 -1 5 0,22. 1975 2, 63, 7 2,65,9 Bắc v Nam Đại Tây Dơng 19601961 1, 53, 0 Đông Bắc Đại Tây Dơng 1969 19 73 1975 2, 63, 7 2,25,5 3, 733 ,3 Mức đóng góp đáng kể vo độ phóng xạ nớc ở Đông Bắc Đại Tây Dơng